Druckmaschine zur Verarbeitung von endlosen Bahnen

Abstract

 Die Druckmaschine weist ein Maschinengestell (7), austauschbare Druckzylinder (3a, 4a, 5a; 3b, 4b, 5b), einen Antrieb (1) und ein Farbwerk (16) auf. Der Antrieb (1) besitzt ein zweireihiges Zahnrad (2) mit einer ersten und einer zweiten Zahnung (2a, 2b). Die erste Zahnung (2a) besitzt eine Zoll-Teilung und die zweite Zahnung (2b) eine metrische Teilung. Für einen Druck im Zoll-Format sind die Druckzylinder (3b, 4b, 5b) von der ersten Zahnung (2a) und bei einem Druck im metrischen Format von der zweiten Zahnung (2b) angetrieben. Mit der Druckmaschine können exakte Abschnittlängen im Zoll-Format als auch im metrischen Format hergestellt werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die beiden Zahnungen (2a, 2b) des zweireihigen Zahnrades (29 den gleichen Teilkreisdurchmesser auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine zur Verarbeitung von endlosen Bahnen, mit einem Maschinengestell, austauschbaren Druckzylindern, einem Antrieb und einem Farbwerk.

[0002] Eine Druckmaschine der genannten Art ist im Stand der Technik aus der EP 1 132 204 A1 des Anmelders bekannt geworden. Mit dieser können Endlosprodukte beispielsweise im Rollen-Offset-Verfahren mit hoher Qualität und Leistung bedruckt werden. Ist sie wie meist üblich auf Zoll-Formate ausgelegt, so können exakte metrische Formate hergestellt werden, indem jeweils aus einem Zoll-Format ein Streifen herausgeschnitten wird. Beispielsweise können mit einer solchen Maschine zwei DIN-A4-Formate exakt hergestellt werden, indem vom Format 24" ein Streifen von 15,6 mm herausgeschnitten wird. Bei einer Umstellung auf ein anderes Format muss bei dieser Druckmaschine mit einem hohen Anfall von Makulatur gerechnet werden, die aufwendig entsorgt werden muss. Die zu bedruckenden Papierbahnen werden in einem der Formate nicht optimal ausgenutzt.

[0003] Es ist auch bekannt, bei einer Druckmaschine andere Formate durch Zahnrad- und Zylinder-Korrekturen herzustellen. Nach einer solchen Umstellung ist jedoch eine Weiterverarbeitung in derselben Maschine nicht möglich. Hierzu müssten die Geschwindigkeiten aller Zug- und Ambosswalzen ebenfalls angepasst werden, was bei fest eingebauten Walzen nur möglich ist, wenn sie einen veränderbaren Antrieb haben. Alternativ könnte auch der Durchmesser der Walzen bei gleich bleibender Drehzahl geändert werden.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Endlos-Druckmaschine der genannten Art zu schaffen, mit der exakt in Zoll-Format als auch in Millimeter-Format gedruckt werden kann. Weiterverarbeitungen sollen möglich sein und Makulatur vermieden werden.

[0005] Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Endlos-Druckmaschine dadurch gelöst, dass der Antrieb ein zweireihiges Zahnrad mit einer ersten und einer zweiten Zahnung aufweist, wobei die erste Zahnung eine Zoll-Teilung und die zweite Zahnung eine metrische Teilung aufweist und dass für einen Druck in einem Zoll-Format die Druckzylinder von der ersten Zahnung und bei einem Druck in einem metrischen Format von der zweiten Zahnung angetrieben sind.

[0006] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass verschiedene Zoll-Formate exakte Millimeter-Abschnittlängen ergeben. Es sind dies beispielsweise die Formate 20", 25", 30", 35" und 40". Besonders geeignet ist das Format 30", da sich hierbei besonders brauchbare Teilungen und Zahnmodule ergeben. Bei einem zweireihigen Zentralrad mit 30"-Umfang ergibt sich eine Zahnteilung von 6 mm. Mit diesem Zoll-Format können die folgenden wichtigen DIN-Formate hergestellt werden:

[0007] Bei einer erfindungsgemässen Endlos-Druckmaschine besteht somit jedenfalls eine Option auf das andere Format. Auch wenn eine solche Maschine lediglich für Zoll-Formate verwendet wird, ist der Grundpreis nur unwesentlich höher als für eine Maschine ohne diese Option.

[0008] Das zweireihige Zahnrad kann in einem Einschub angeordnet sein. Das Druckwerk könnte dann im Wesentlichen wie bisher ausgebildet sein. Lediglich der Einschub müsste angepasst werden. Vorzugsweise ist das zweireihige Zahnrad jedoch im Druckwerk angeordnet, was eine besonders kompakte Ausführung ergibt. Vorzugsweise ist das Zahnrad ein Zentralrad.

[0009] Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Druckzylinder in einem Einschub gelagert. Dieser kann zur Veränderung der Drucklänge in einfacher Weise ausgewechselt werden. Ein Wechsel von einem Format zu einem anderen ist somit besonders einfach und schnell durchführbar.

[0010] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweireihige Zahnrad mit einem ebenfalls zweireihigen Zwischenrad kämmt, das in beiden Ebenen den gleichen Teilkreis-Durchmesser aufweist. Mit einem solchen Zwischenrad sind noch weitere metrische Teilungen möglich. Durch Einfügen weiterer Zwischenräder in den Antriebsstrang können noch weitere Teilungen realisiert werden. Beispielsweise ist eine Drucklänge von 400 mm mit einer Zahnteilung von 6 mm nicht möglich, da sie keine ganzzahlige Zähnezahl ergibt. Es können nahezu beliebige Zahnradkombinationen verwendet werden. Der Umfang muss lediglich immer in 6 mm und mit den weiteren gewünschten Zahnteilungen möglich sein. Bei der Umsetzung von 6 mm auf 10 mm sind dies theoretisch alle Vielfachen von 30 mm.

[0011] Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.

[0012] Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Endlos-Druckmaschine werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemässen Endlos-Druckmaschine,

Fig. 2

schematisch ein Teilschnitt durch den Antrieb der Endlos-Druckmaschine gemäss Figur 1,

Fig. 3

eine Darstellung gemäss Figur 2 jedoch nach einer Umstellung auf ein anderes Format,

Fig. 4

schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemässen Endlos-Druckmaschine gemäss einer Variante und

Fig. 5

ein Teilschnitt durch den Antrieb der Endlos-Druckmaschine gemäss Figur 4.

[0013] Die in Figur 1 gezeigte Druckmaschine 10 ist eine Endlos-Druckmaschine und weist ein Druckwerk 14 mit einen Maschinengestell 7 auf, in dem ein Antrieb 1 sowie ein hier mit gestrichelten Linien angedeutetes Farbwerk 16 eingebaut sind. In einem Einschub 6, sind für Zoll-Formate ein Gegendruckzylinder 3b, ein Übertragungszylinder 4b und ein Plattenzylinder 5b gelagert. Für metrischen Formate ist der Einschub 6 mit einem Gegendruckzylinder 3a, einem Übertragungszylinder 4a sowie einem Plattenzylinder 5a versehen. Diese Zylinder 3a, 4a und 5a sind mit gestrichelten Linien gezeigt. Wird im Zoll-Format gedruckt, so ist der Einschub 6 mit den Zylindern 3b, 4b und 5b versehen. Soll in einem metrischen Format gedruckt so wird der Zylinder 6 gegen einen Zylinder ausgetauscht, der die Druckzylinder 3a, 4a und 5a aufweist. Der Austausch bzw. Wechsel von Einschüben 6 kann in an sich bekannter Weise mittels Schienensystem oder Hubwagen erfolgen.

[0014] Das an sich bekannte Farbwerk 16 weist hier lediglich angedeutete Walzen 17 auf, mit denen Farbe auf den Einschub 6 übertragen werden. Vorzugsweise werden die Walzen 17 des Farbwerks 16 direkt vom Einschub 6 angetrieben. In der Regel erfolgt der Antrieb der Walzen 17 vom Plattenzylinder 5a bzw. 5b aus. Im Farbwerk 16 müssen die angetriebenen Walzen 17 annähernd mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit drehen, wie die Zylinder 3a, 4a, 5a bzw. 3b, 4b, 5b des Einschubs 6. Relativgeschwindigkeiten verursachen an den Walzen und Zylindern Reibung, Wärme und Verschleiss. Die Geschwindigkeiten müssen aber nur annähernd exakt übereinstimmen, da das Farbwerk 16 in der Regel so aufgebaut ist, dass immer eine angetriebene Stahlwalze mit einer nicht angetriebenen Gummiwalze zusammen läuft. Die Gummiwalze wird nur über ihre Oberfläche angetrieben, wobei immer Schlupf von etwa 1 - 2 % entsteht. Kleine Abweichungen bei den Umfangsgeschwindigkeiten der angetriebenen Walzen sind somit zulässig.

[0015] Gedruckt wird eine hier abschnittweise gezeigte Endlosbahn 15, die bei der Herstellung von Zoll-Formaten zwischen dem Übertragungszylinder 4b und dem Gegendruckzylinder 3b hindurchläuft. Bei der Herstellung von metrischen Formaten läuft hingegen eine endlose Papierbahn 15' zwischen dem Gegendruckzylinder 3a und dem Übertragungszylinder 4a durch. Bei einem Formatwechsel wird somit der Einschub 6 ausgetauscht, was vergleichsweise einfach und schnell erfolgen kann. Ein solcher Formatwechsel unterscheidet sich grundsätzlich nicht von einem solchen einer reinen Zollmaschine.

[0016] Der Antrieb der Druckzylinder 3a, 4a, 4b bzw. 3b, 4b, 5b erfolgt mit einer Antriebsvorrichtung 1, die gemäss Figur 2 einen Motor 11 oder ein anderes Antriebsmittel aufweist. Der Motor 11 besitzt ein Zahnrad 12, das mit einer ersten Zahnung 2a eines zweireihigen Zentralrades 12 kämmt. Das Zahnrad 12 kann aber auch mit der Zahnung 2b kämmen. Der Gegendruckzylinder 3b wird über diese erste Zahnung 2a angetrieben, die mit einem dem Gegendruckzylinder 3b verbundenen Zahnrad 16 kämmt. Das Zentralrad 2 weist eine zweite Zahnung 2b auf, die den gleichen Teilkreisdurchmesser wie die Zahnung 2a besitzt, was jedoch nicht in allen Fällen zwingend ist. Beide Zahnungen 2a und 2b sind fest miteinander verbunden.

[0017] Wesentlich ist nun, dass die beiden Zahnungen 2a und 2b unterschiedlich sind, wobei die Zahnung 2a eine Zoll-Teilung und die Zahnung 2b eine metrische Teilung aufweist. Die beiden Zahnungen 2a und 2b weisen beispielsweise einen Umfang von 30" auf, was genau einem Umfang von 762 mm entspricht. Grundsätzlich wären auch andere Formate, beispielsweise 20", 25", 35" und 40" und andere Vielfache von 5" möglich. Bei einem Umfang von 30" ergibt sich eine Zahnteilung von 6 mm. Mit diesem Format können die wichtigsten DIN-Formate hergestellt werden. Es können auch alle weiteren Formate mit Vielfachem von 6 mm hergestellt werden. Möglich sind auch andere Zahnteilungen, insbesondere 4 mm, 5 mm und 8 mm für die zweite Zahnung 2b und 1/4", 1/6" oder 1/3" für die erste Zahnung 2a.

[0018] Bei der Anordnung gemäss Figur 2 wird mit einem Zoll-Format gedruckt. Soll nun in einem exakten metrischen Format gedruckt werden, so wird wie oben erläutert der Einschub 6 gegen einen solchen ausgetauscht, der die Druckwalzen 3a, 4a und 5a aufweist. Der Gegendruckzylinder 3a ist nun so angeordnet, dass er mit der Zahnung 2b angetrieben wird, die wie oben erläutert eine metrische Teilung besitzt. Bei der Druckmaschine 10 erfolgt der Antrieb auf den Gegendruckzylinder 3a bzw. 3b. Der Antrieb kann jedoch auch auf den Plattenzylinder 5a bzw. 5b erfolgen.

[0019] Die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Druckmaschine 10' unterscheidet sich von der Maschine 10 durch ein Zwischenrad 8, das ebenfalls zweireihig ausgebildet ist und eine erste Zahnung 8a sowie eine zweite Zahnung 8b aufweist. Diese Zahnungen 8a und 8b sind ebenfalls fest miteinander verbunden und besitzen den gleichen Teilkreisdurchmesser. Das Zwischenrad 8 ermöglicht weitere metrische Teilungen. Soll beispielsweise eine Drucklänge von 400 mm hergestellt werden, so ist dies mit einer Zahnteilung von 6 mm nicht möglich, da sie keine ganzzahlige Zähnezahl ergibt. Mit dem Zwischenrad 8 ist eine solche Drucklänge dennoch möglich. Die Zahnung 8a besitzt hier beispielsweise eine 6 mm-Teilung und 40 Zähne, sodass sich hier ein Umfang von 240 mm ergibt. Die Zahnung 8b besitzt eine 10 metrische Teilung und 24 Zähne, sodass sich auch hier exakt ein Umfang von 240 mm ergibt. Es sind auch andere Zahnkombinationen möglich. Der Umfang der Zahnung muss hier jedoch immer in 6 mm Teilung und der weiteren gewünschten Zahnteilung möglich sein. Bei der Umsetzung von 6 mm auf 10 mm sind dies theoretisch alle Vielfachen von 30 mm. 30 ist hier das kleinste gemeinsame Vielfache von 6 und 10.

[0020] Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Farbwerk 16 vom Einschub 6 angetrieben. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung bei welcher das Farbwerk 16 mit einem hier nicht gezeigten eigenen Antrieb angetrieben wird. Mit dem Antrieb 1 wird dann somit lediglich der Einschub 6 angetrieben. In diesem Fall können die Teilkreisdurchmesser der beiden Zahnungen 2a und 2b des zweireihigen Zahnrades 2 auch unterschiedlich sein.

[0021] Das Zahnrad 2 kann nahezu beliebig ausgebildet werden, wenn die Drehzahl des Motors 11 entsprechend angepasst wird. Dies ist mit Servoantrieben in der Regel durch Änderung des Getriebefaktors in einfacher Weise möglich. Mittels einer Codierung oder mit einer manuellen Eingabe kann erkannt werden, ob der Einschub 6 für Zoll-Formate oder metrische Formate ausgelegt ist und entsprechend wird der Antrieb 1 angesteuert. Es ist somit möglich, dass eine Umdrehung des Motors 11 bei einem Zoll-Einschub beispielsweise 6" entspricht, bei einem metrischen Einschub hingegen 5,75", was abhängig ist von der Übersetzung im Zahnrad 2. Das Zahnrad 2 ist in den Ausführungsbeispielen einstückig ausgebildet. Es kann alternativ jedoch auch eine Welle aufweisen, auf die zwei ringförmige Zahnungen aufgesetzt und mit der Welle drehsicher verkeilt sind. Die eine Zahnung ist mit einer Zoll-Teilung und die andere Zahnung mit einer metrischen Teilung versehen.

[0022] Für den Antrieb des Einschubs sind somit folgende Fälle denkbar:

a) Der Antrieb erfolgt mit Getriebe und Längswelle auf den Gegendruckzylinder 3a bzw. 3c. In diesem Fall sind die Teilkreisdurchmesser der beiden Zahnungen 2a bzw. 2b des zweireihigen Zahnrades 2 gleich. Der Teilkreisdurchmesser beträgt hier vorzugsweise 30".

b) Der Antrieb erfolgt mit einem Servoantrieb, der auf den Gegendruckzylinder 3a bzw. 3c wirkt, wobei keine weitere Zugwalze vorgesehen ist. In diesem Fall können die Teilkreisdurchmesser der beiden Zahnungen 2a bzw. 2b unterschiedlich sein, da die Drehzahl des Servoantriebs variiert werden kann.

c) Erfolgt der Antrieb gemäss b) mit einem Servoantrieb und ist eine zusätzliche Zugwalze vorgesehen, so müssen die Teilkreisdurchmesser der beiden Zahnungen 2a bzw. 2b ebenfalls gleich sein.

d) Der Einschub 6 wird mit einem Getriebe vom Farbwerk 16 angetrieben. Es besteht hier lediglich eine Schnittstelle zwischen dem Farbwerk 16 und dem Einschub 6. Diese Schnittstelle weist ein zweireihiges Zahnrad 2 auf und ist somit zweireihig verzahnt. Der Antrieb hat in diesem Fall nur eine Drehzahl, da die Geschwindigkeit des Farbwerks 16 immer gleich ist. Die Teilkreisdurchmesser der Zahnungen 2a und 2b sind exakt gleich zu wählen, da sonst das Druckbild langsam verlaufen würde.

e) Der Antrieb erfolgt vom Farbwerk 16 auf den Einschub 6 mit einem Servoantrieb. Die Schnittstelle zwischen Farbwerk 16 und Einschub 6 weist hier ebenfalls ein zweireihiges Zahnrad 2 auf. Die Drehzahl des Servoantriebs kann minimal korrigiert werden, um den kleinen Antriebsfehler zu kompensieren. Der Servoantrieb muss so eingestellt sein, dass die Formatteile im richtigen Takt laufen. Das Farbwerk 16 kann entsprechend mit einer kleinen Relativgeschwindigkeit drehen.

[0023] Bei den genannten Fällen haben beim Übergang des Plattenzylinders 5a bzw. 5b in das Farbwerk 16 die beiden Zahnungen 2a bzw. 2b im Wesentlichen den gleichen Teilkreisdurchmesser, damit es zu keiner Relativgeschwindigkeit im Farbwerk 16 kommt.

Ansprüche

1. Druckmaschine zur Verarbeitung endloser Bahnen (15), mit einem Maschinengestell (7), austauschbaren Druckzylindern (3a, 4a, 5a; 3b, 4b, 5b), einem Antrieb (1) und einem Farbwerk (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) ein zweireihiges Zahnrad (2) mit einer ersten und einer zweiten Zahnung (2a, 2b) aufweist, wobei die erste Zahnung (2a) eine Zoll-Teilung und die zweite Zahnung (2b) eine metrische Teilung aufweist, dass für einen Druck in einem Zoll-Format die Druckzylinder (3b, 4b, 5b) von der ersten Zahnung (2a) und bei einem Druck in einem metrischen Format die Druckzylinder (3a, 4a, 5a) von der zweiten Zahnung (2b) angetrieben sind.

2. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (2) zwischen einem Antriebsorgan (11) und einem Druckzylinder (3a, 4a, 5a; 3b, 4b, 5b) des Einschubes (6) angeordnet ist.

3. Druckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (2) im Maschinengestell (7) angeordnet ist.

4. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (2) im Einschub (6) angeordnet ist.

5. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zahnung (2b) eine Teilung von 4 mm, 5 mm, 6 mm oder 8 mm vorzugsweise 6 mm aufweist.

6. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zahnung (2a) eine Teilung von 1/4" bzw. 6,35 mm, oder 1/6" oder 1/3" aufweist.

7. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (2) mit einem ebenfalls zweireihigen Zwischenrad (8) kämmt, das für beide Zahnungen den gleichen Teilkreisdurchmesser aufweist.

8. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (2) einen Teilkreisumfang als Vielfaches von 5", vorzugsweise von 30" (Zoll) aufweist.

9. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnungen (2a, 2b) des zweireihigen Zahnrades (2) den gleichen Teilkreisdurchmesser aufweisen.

10. Druckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschub (6) mit dem Farbwerk (16) mit einem zweireihigen Zahnrad (2) verbunden ist und dass die Teilkreisdurchmesser der Zahnungen (2a, 2b) dieses Zahnrades (2) im Wesentlichen gleich sind.

Zeichnung